ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ КРАСИТЕЛЕЙ ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРАСНОГО ШЛАМА, АКТИВИРУЕМОГО СЕРНОЙ КИСЛОТОЙ
Аннотация
Сточные воды текстильной промышленности содержат большое количество различных красителей, которые являются довольно токсичными и должны быть отделены перед выбросом в окружающую среду. Они часто обладают высокой устойчивостью к биодеградации, и поэтому их трудно перерабатывать. Применение адсорбентов природного происхождения, особенно промышленных отходов, является одним из наиболее привлекательных решений для обработки сточных вод из-за его высоких социально-экономических преимуществ. В этом исследовании была изучена адсорбционная способность некоторых обычных красителей, таких как Red 195 и DirectYellow 132 на красном шламе, активированном серной кислотой. В процессе кислотной активации часть оксида алюминия, оксид железа на красном шламе будет растворяться, тем самым увеличивая удельную площадь поверхности оставшейся твердой фазы (с 55 м2/г до 92 м2/г), количество растворенного красного шлама составляет около 30% вес. Твердый остаток используется в этом исследовании адсорбции. Раствор, полученный после активации, включает соли сульфата железа, сульфата алюминия, используемые в качестве коагулянта для очистки сточных вод. Результаты показали, что для обоих красителей рН 5 наиболее подходит для процессов адсорбции. Кинетика адсорбции была описана кинетическим уравнением псевдо-второго порядка. Константы скорости модели второго порядка для адсорбции DY132, RR195 на RMA в растворе с концентрацией 100 мг·л-1, рН =5 составляют 1,48 и 1,95·10-2 g/(mg·min) соответственно и равновесные адсорбционные емкости составляют 42,74 и 54,95 мг·г-1 соответственно. Данные адсорбции были хорошо сопоставлены с моделью изотермы Ленгмюра, максимальная адсорбционная способность была определена 48,54 и 84,31 (мг/г) для Red 195 и DirectYellow соответственно.
Литература
Sadri Moghaddam S., Alavi Moghaddam M.R., Arami M. Coagulation/flocculation process for dye removal using sludge from water treatment plant: Optimization through response surface methodology. J. Hazard. Mater. 2010. V. 175. N 1–3. P. 651-657. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.10.058.
Gadekar M.R., Mansoor Ahammed M. Coagulation/flocculation process for dye removal using water treatment residuals: modeling through artificial neural networks. Desalin. Water Treat. 2016. P. 1-9. DOI: 10.1080/19443994.2016.1165150.
Wang A.M., Qu J.H., Liu H.J., Lei P.J. Dyes wastewater treatment by reduction-oxidation process in an electrochemical reactor packed with natural manganese mineral. J. Environ. Sci. (China). 2006. V. 18(1). P. 17-22.
Papić S., Koprivanac N., Bozić A.L., Vujević D., Dragicević S.K., Kusić H., Peternel I. Advanced oxidation processes in azo dye wastewater treatment. Water Environ. Res. 2006. V. 78(6). P. 572-579. DOI: 10.2175/106143006X101665.
Vlyssides A.G., Papaioannou D., Loizidoy M., Karlis P.K., Zorpas A.A. Testing an electrochemical method for treatment of textile dye wastewater. Waste Manag. 2000. V. 20. N 7. P. 569-574. DOI: 10.1016/S0956-053X(00)00028-3.
Latha A., Partheeban P., Ganesan R. Treatment of textile wastewater by electrochemical method. Internat. J. Earth Sci. Eng. 2017. V. 10. N 01. P. 146-149. DOI: 10.1016/0043-1354(94)90264-X.
Hao Zhang, Jiakuan Yang, Wenbo Yu, Sen Luo, Li Peng, Xingxing Shen, Yafei Shi, Shinan Zhang, Jian Song, Nan Ye, Ye Li, Changzhu Yang, Sha Liang. Mechanism of red mud combined with Fenton’s reagent in sewage sludge conditioning. Water Res. 2014, V. 59. P. 239-247. DOI: 10.1016/j.watres.2014.04.026.
Meric S., Kaptan D., Tunay C. Removal of color and COD from a mixture of four reactive azo dyes using Fenton oxidation process. J. Environ. Sci. Health Part A-Toxic/Hazard. Subst. Environ. Eng. 2003. V. 38. P. 2241–2250. DOI: 10.1081/ESE-120023371.
Wang S. A Comparative study of Fenton and Fentonlike reaction kinetics in decolourisation of wastewater. Dyes Pigments. 2008. V. 76. P. 714–720. DOI: 10.1016/j.dyepig.2007.01.012.
Avlonitis S.A., Poulios I., Sotiriou D., Pappas M., Moutesidis K. Simulated cotton dye effluents treatment and reuse by nanofiltration. Desalination. 2008. V. 221. P. 259–267. DOI: 10.1016/j.desal.2007.01.082.
Cheremisinoff N.P. Handbook of water and wastewater treatment technologies. Boston: Butterworth-Heinemann. 2002. 576 p.
Barragan B.E., Costa C., Carmen Marquez M. Biodegradation of azo dyes by bacteria inoculated on solid media. Dyes Pigments. 2007. V. 75. P. 73–81. DOI: 10.1016/j.dyepig.2006.05.014.
Bromley-Challenor K.C.A., Knapp J.S., Zhang Z., Gray N.C.C., Hetheridge M.J., Evans M.R. Decolorization of an azo dye by unacclimated activated sludge under anaerobic conditions. Water Res. 2000. V. 34. P. 4410–4418. DOI: 10.1016/S0043-1354(00)00212-8.
Gupta V.K., Suhas. Application of low-cost adsorbents for dye removal – A review. J. Environ. Manag. 2009. V. 90. P. 2313–2342. DOI: 10.1016/j.jenvman.2008.11.017.
Namasivayam C., Arasi D.J.S.E. Removal of congo red from wastewater by adsorption onto waste red mud. Chemosphere. 1997. V. 34. N 2. P. 401-417. DOI: 10.1016/S0045-6535(96)00385-2.
Namasivayam C., Yamuna R., Arasi D. Removal of acid violet from wastewater by adsorption on waste red mud. Envi-ron. Geol. 2001. V. 41. N 3. P. 269-273. DOI: 10.1007/s002540100411.
Arias M., López E., Nunez A., Rubinos D., Soto B., Barral M.T., Diaz-Fierros F. Adsorption of methylene blue by red mud, an oxide- rich byproduct of bauxite refining, in effect of mineral-organic-microorganism interactions on soil and frehwater environments. Ed. by J. Berthelin et al. 1999. Boston, MA: Springer US. P. 361-365. DOI: 10.1007/978-1-4615-4683-2_39.
Gupta V.K., Suhas, Imran Ali, Saini V.K. Removal of rhodamine B, fast green, and methylene blue from wastewater using red mud, an aluminum industry waste. Indust. Eng. Chem. Res. 2004. V. 43. N 7. P. 1740-1747. DOI: 10.1021/ie034218g.
Ratnamala G.M., Vidya Shetty K., Srinikethan G. Optimization studies for removal of Remazol Brilliant Blue dye from aqueous solution using acid treated red mud. Proceed-ings of National Conference on ‘Women in Science & Engineering’ (NCWSE 2013), SDMCET Dharwad. Internat. J. Current Eng. Technol. 2013. P. 161-167.
Ву С.М., Данг Т.Н., Буй К.Т. Исследование адсорбции фосфатионов на красном шламе, активированном серной кислотой. Материалы конференции "Актуальные проблемы адсорбции и катализа". Иваново: ИГХТУ. 2016. С. 180-184. Vu Xuan Minh, Dang Thi Nga, Bui Cong Trinh Study on the adsorption of phosphate ion onto red mud activated with sulfuric acid. Proceedings of the conference "Actual problems of adsorption and catalysis". Ivanovo: ISUCT. 2016. P. 180-184 (in Russian).
Le T.M.H., Nguyen V.T., Dong S.T., Nguyen T.D. Characteristics of surface-modified aluminum hydroxide, iron oxide and red rud in dissolution process. Malays. J. Chem. 2015. V. 17(1). P. 33–44.
Vu X.M., Nguyen T.M., Le T.M.H., Nguyen T.D. Activation of red mud by sulfuric acid and its capacity for Cr(VI) adsorption. Vietnam. J. Chem. 2015. V. 53. N 4. P. 475-479. DOI: 10.15625/0866-7144.2015-00165.
Vu X.M., Nguyen T.D., Nguyen V.G., Bui C.T., Le T.M.H. Study on adsorption of fluoride ion onto Vietnamese red mud activated with sulfuric acid. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 3. P. 108-112. DOI: 10.6060/ivkkt.20196203.5868a.
Nguyen V.T., Le T.M.H., Nguyen B.T. Transformation of red mud Tay Nguyen into coagulant and adsorbent in the closed cycle and assess the applicability of the product. Vietnam J. Sci. Technol. 2014. V. 52. N 2B. P. 100–106.
Cengeloglu Y., Tor A., Ersoz M., Arslan G. Removal of nitrate from aqueous solution by using red mud. Separat. Purificat. Technol. 2006. V. 51. N 3. P. 374-378. DOI: 10.1016/j.seppur.2006.02.020.
Huang W., Wang S., Zhu Z., Li L., Yao X., Rudolph V., Haghseresht F. Phosphate removal from wastewater using red mud. J. Hazard. Mater. 2008. V. 158. N 1. P. 35-42. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.01.061.
